棉/大麻/粘膠混紡紗的開發(fā)與性能分析

吳思涵，孫潤軍，王奇

(西安工程大學紡織與材料學院，西安710048)

隨著社會文明的發(fā)展和物質需求的增加，人們對紡織品的要求由最基本的蔽體御寒，逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)今對個性、時尚、舒適甚至某些特殊功能的追求[1]。如今，綠色自然、返樸歸真的服裝風格成為潮流，具有麻型風格的面料重新受到人們的青睞。而大麻纖維作為一種新興的麻纖維，在具備傳統(tǒng)麻纖維優(yōu)良性能的同時，其制品還有刺癢感較低、抗霉殺菌的特點。本文設計開發(fā)了幾種細度、混紡比例不同的棉/大麻/粘膠混紡紗線。并通過測試，分析比較各紗線的成紗質量。

1 品種和原料

通過采用多種纖維混紡的方式，可以彌補單一原料的不足之處，使紗線及織物具有多種纖維原料的優(yōu)越性能，達到多種紡織纖維原料優(yōu)勢互補的效果，進一步滿足人們對產品基本性能、舒適性能、功能性及風格的需求[2]。因此紗線原料選用細絨棉、大麻纖維、普通粘膠纖維。各纖維原料基本物理性能見表1。

表1 纖維原料物理性能指標Tab.1 Physical performance indexes of fiber materials

2 紗線規(guī)格設計

為了討論不同細度及不同混紡比下紗線性能的差異，共設計6組紗線進行試紡及測試分析。由于大麻的刺癢感比其他麻纖維低，且為使紗線織造的面料具有麻型織物粗獷自然的特殊風格，故將紗線中大麻纖維的含量適當增加，定為30%。同時，為了彌補由于麻纖維比例較大在紗線質量上可能出現(xiàn)的問題，酌量加入一定比例的粘膠，用以提高紗線的手感與舒適性。各品種紗線具體規(guī)格與混紡比選擇如表2所示。

表2 棉/大麻/粘膠混紡紗線規(guī)格設計Tab.2 Specification design on cotton/hemp/viscose blended yarn

3 實驗

強力測試:采用YG029PC型快速全自動單紗強力測試儀。測試條件:預加張力0.5cN/tex，拉伸速度500mm/min，間隔長度0.5m，共測試10管，每管10次。

條干、紗疵測試:采用USTER ME100條干測試儀。測試速度400m/min，時間1min。

毛羽測試:采用YG172型毛羽測試儀。測試速度30m/min，測試片段長度10m，每管5次。

各項目實驗測試結果見表3、表4。

表3 紗線強伸性能測試結果Tab.3 Test results of tensile properties of yarn

表4 紗線條干、毛羽、紗疵測試結果Tab.4 Test results of evenness，hairiness and fault of yarn

4 結果討論

4.1 紗線強伸性能分析

紗線的力學性能主要取決于紗線的結構和纖維的性質。包括纖維長度、線密度、表面摩擦性能、紗線條干等，也與紡紗加工方法密切相關[3]。各紗線強伸性能測試結果見表3。

由表3的實驗數據可以看出，在線密度相同的條件下，當紗線中粘膠的比例增加，兩種線密度的紗線平均強力均出現(xiàn)下降，且下降趨勢逐漸明顯。由表1可知，棉纖維的斷裂強度為2.91cN/dtex，而粘膠的斷裂強度僅為2.27 cN/dtex，纖維本身斷裂強度的差異是造成紗線強度下降的原因之一。此外，由表4可以看出，同等線密度下，紗線的條干CV值隨著粘膠比例的增加而增大，紗疵也明顯增多。由于紗線在拉力作用下，斷裂往往更容易發(fā)生在薄弱環(huán)節(jié)[4]，因此，紗線條干的變差也是造成強度下降的原因。

此外，由表中還可以看出，在三組混紡比中，18tex紗線的斷裂強度比起28tex紗線有所降低，這與紗線變細，條干均勻度變差有關，因為細度不勻導致的細節(jié)或弱節(jié)將直接影響紗線的斷裂強度。但當紗線變細時，其伸長率并無明顯變化。

4.2 紗線條干、毛羽、紗疵分析

紗線的條干不勻、毛羽及紗疵是反映紗線實際內在質量的重要指標，不僅會影響紗線的外觀性能，在一定程度上還體現(xiàn)了紗線的可織造性，與布面情況、面料性能等也有密切關系[5]。各紗線條干、毛羽、紗疵的測試結果見表4。

由表4的實驗數據可以看出，在線密度相同的條件下，當紗線中粘膠的比例增加，尤其是當粘膠比例超過15%時，紗線條干開始出現(xiàn)惡化的趨勢，但其條干CV值仍控制在實際生產中許可的范圍內。由于實驗條件所限難以證實，這里對此情況只給出猜測:由于棉、大麻、粘膠三種纖維長度差異較大，為了在牽伸過程中控制浮游纖維數量，羅拉隔距在生產中根據棉纖維長度偏小掌握，長度長的粘膠纖維在牽伸中較長時間處于握持狀態(tài)。此外，由于粘膠細度低于棉，斷裂強度又較低，當紗線中粘膠比例增加，隨著須條截面內纖維數量增多，細而長的粘膠纖維將在較大長度上受到漸漸變大的摩擦阻力，當摩擦阻力增大到一定程度時，牽伸過程中部分粘膠纖維可能被拉斷或磨斷，成為浮游纖維，進而影響條干質量。

當混紡比相同，將兩組不同特數的紗線進行比較，可以發(fā)現(xiàn)，18tex紗線的條干不勻率明顯增大。這是因為大麻纖維細度較一般天然纖維粗，當紗線變細，紗線截面內的纖維根數也隨之減少，直接影響了成紗質量。此外，大麻纖維剛性大、彈性小、脆而易損，并且纖維長度差異大，還有大量的短絨[6]，導致在傳統(tǒng)環(huán)錠紡的紡紗過程中纖維抱合力差，紗線結構較為松散。當紗線細度越低，在后道紡紗工序中所需的牽伸倍數越大，這些因素對條干的負面影響也就越明顯。

在各種混紡比及不同細度條件下，紗線毛羽并沒有表現(xiàn)出明顯差異。但在紗疵方面，當粘膠的混紡比例增大，紗線中的粗細節(jié)、棉結均隨之增加。而對比兩種細度紗線，可以發(fā)現(xiàn)，在相同的混紡比下，18tex紗線比起28tex紗線，紗疵指標明顯變差，粗細節(jié)、棉結幾乎出現(xiàn)了數倍的增加。

總的來說，當紗線中粘膠的含量增加，紗線各項質量指標均發(fā)生了不同程度的下降。而在同等混紡比下，較細紗線的成紗質量則出現(xiàn)更明顯的惡化。這對后道織造工序的進行，以及面料成品的外觀、性能的影響也將更加明顯。

5 結論

紗線測試結果表明，當紗線中粘膠比例增加，紗線平均強力均出現(xiàn)下降，且下降趨勢逐漸明顯。除此之外，紗線條干、紗疵等各項質量指標也出現(xiàn)了不同程度的下降。而在同等混紡比下，18tex紗線的斷裂強度比28tex紗線略有降低，紗疵指標則明顯變差，粗細節(jié)、棉結幾乎出現(xiàn)了數倍的增加。

在實際生產過程中，設計紗線的依據不僅局限在以上指標，紗線的可加工性、耐久性能、后續(xù)織造時經緯紗強力要求、織物面料風格等因素都需要加以考慮。因此，要根據實際情況與需求選擇適合的紗線參數與生產工藝，改進成紗質量，織造出符合設計要求的面料。

[1]劉晨.多組分纖維復合與機織物服用性能和風格的研究[D].浙江杭州:浙江理工大學，2011.

[2]常濤.多組分紗線工藝設計[M].北京:中國紡織出版社，2012:32－33.

[3]于衛(wèi)東.紡織材料學[M].北京:中國紡織出版社，2006:224.

[4]于延有，鄭俊芝.滌棉紗強力不勻分析[J].天津紡織工學院學報，1989(1):96－100.

[5]陳志蕾.多組份混紡服用面料的性能優(yōu)化研究與產品開發(fā)[D].浙江杭州:浙江理工大學，2011.

[6]田曉姍，孫潤軍，薛建昌.滌/棉/麻混紡紗的開發(fā)與性能分析 [J].毛紡科技，2014(05):9－11.